Kemajuan besar, para ilmuwan mengembangkan sumber cahaya koheren kecerahan tinggi baru!

Metode optik analitik sangat penting bagi masyarakat modern karena memungkinkan identifikasi zat padat, cair, atau gas secara cepat dan aman. Metode ini mengandalkan cahaya yang berinteraksi secara berbeda dengan zat-zat ini di berbagai bagian spektrum. Misalnya, spektrum ultraviolet memiliki akses langsung terhadap transisi elektronik di dalam suatu zat, sedangkan terahertz sangat sensitif terhadap getaran molekul.

Gambar artistik spektrum pulsa inframerah tengah dengan latar belakang medan listrik yang menghasilkan pulsa

Banyak teknologi yang dikembangkan selama bertahun-tahun telah memungkinkan hiperspektroskopi dan pencitraan, sehingga memungkinkan para ilmuwan mengamati fenomena seperti perilaku molekul saat mereka melipat, berputar, atau bergetar untuk memahami penanda kanker, gas rumah kaca, polutan, dan bahkan zat berbahaya. Teknologi ultrasensitif ini telah terbukti berguna di berbagai bidang seperti pendeteksian makanan, penginderaan biokimia, dan bahkan warisan budaya, dan dapat digunakan untuk mempelajari struktur barang antik, lukisan, atau bahan pahatan.

Tantangan yang sudah lama ada adalah kurangnya sumber cahaya kompak yang mampu mencakup rentang spektral yang besar dan kecerahan yang memadai. Synchrotron dapat memberikan cakupan spektral, tetapi mereka tidak memiliki koherensi temporal seperti laser, dan sumber cahaya seperti itu hanya dapat digunakan di fasilitas pengguna skala besar.

Dalam penelitian terbaru yang diterbitkan di Nature Photonics, tim peneliti internasional dari Spanish Institute of Photonic Sciences, Max Planck Institute for Optical Sciences, Kuban State University, dan Max Born Institute for Nonlinear Optics and Ultrafast Spectrcopy, antara lain, melaporkan sumber driver inframerah-tengah yang ringkas dan kecerahan tinggi. Ini menggabungkan serat kristal fotonik cincin anti-resonansi tiup dengan kristal nonlinier baru. Perangkat ini menghadirkan spektrum koheren dari 340 nm hingga 40.000 nm dengan kecerahan spektral dua hingga lima kali lipat lebih tinggi daripada salah satu perangkat sinkrotron paling terang.

Penelitian di masa depan akan menggunakan durasi pulsa periode rendah sumber cahaya untuk melakukan analisis domain waktu zat dan bahan, membuka jalan baru untuk metode pengukuran multimodal di berbagai bidang seperti spektroskopi molekuler, kimia fisik, atau fisika keadaan padat, kata para peneliti.